8. August 2024
Das Bild einer Stadtsimulation wurde mit generativer KI entwickelt. Bildnachweis: Adobe Stock
In einer Welt, in der Spitzentechnologien oft aus den Laboren des Silicon Valley stammen, kommen einige innovative Lösungen aus unerwarteteren Quellen. Forscher orientieren sich an Videospielen und Ameisen und wenden große Sprachmodelle auf ungewöhnliche Weise an, um komplexe Probleme der realen Welt zu lösen.
Stellen Sie sich eine blühende Metropole mit Hochhäusern, weitläufigen Parks und stromlinienförmigen öffentlichen Verkehrsmitteln vor. Könnte das Design dieser Stadt nicht nur von erfahrenen Stadtplanern stammen, sondern auch von leidenschaftlichen Bürgern, die auch begeisterte Enthusiasten von Städtebauspielen sind?
Eine neue Studie der Lancaster University in Großbritannien zielt darauf ab, die Stadtplanung zu revolutionieren, indem die Meinung der Kinder der Stadt in die Gestaltung einbezogen wird. Die Studie wurde in Acta Ludologica veröffentlicht, einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift über den Diskurs über Spiele und digitale Spiele. Sie veranschaulicht den Mangel an öffentlichem Engagement in der aktuellen Stadtentwicklungspraxis und schlägt die Verwendung von Spieleplattformen wie modifizierten „Cities: Skylines“ oder „Sim City“ vor, um den Bürgern realistische Simulationen anzubieten und so ihre Beteiligung und ihr Bewusstsein für die Stadtplanung zu stärken.
Die Technologie, die im Mittelpunkt dieser Studie steht, ist eine ausgeklügelte Modifikation von "Cities: Skylines", die es den Spielern ermöglicht, reale Gebäude und Modelle zu importieren, um lebensechte städtische Umgebungen zu schaffen. Die Teilnehmer können Aspekte des Stadtlebens verwalten, darunter Bildung, öffentliche Dienstleistungen und Steuerpolitik, während das Spiel-Dashboard die Zufriedenheit der Bürger verfolgt. Dieser interaktive Ansatz klärt die Spieler nicht nur über die Feinheiten der Stadtplanung auf, sondern dient auch als Werkzeug für reale Anwendungen. Die Forscher Paul Cureton und Paul Coulton vom designorientierten Forschungslabor ImaginationLancaster in Lancaster haben die Wirksamkeit dieser Methode in Workshops mit dem Stadtrat von Lancaster demonstriert, nachdem sie Kinder in die Planung eines neuen Gartendorfes einbezogen hatten.
Die Implikationen dieser Forschung sind tiefgreifend. Durch die Integration von Game Design in die Stadtplanung bieten die Forscher eine kostengünstige, unterhaltsame und skalierbare Methode, um die Beteiligung der Bürger am Planungsprozess zu erhöhen. Dieser Ansatz trägt auch dem dringenden Bedarf an Veränderungen in der Öffentlichkeitsbeteiligung Rechnung, wie die Daten des Royal Town Planning Institute zeigen, die auf ein geringes Interesse jüngerer Menschen an der Planung hindeuten.
Die Studie schließt mit dem Vorschlag, dass ein solcher innovativer Einsatz von Gaming-Technologie Planer unterstützen, die Entwicklung von Fähigkeiten verbessern und die notwendigen Werkzeuge bereitstellen könnte, um die Menschen stärker in die Transformation ihrer Lebensräume einzubeziehen. Letztendlich ebnet diese Forschung den Weg für eine kollaborativere und dynamischere Zukunft in der Stadtentwicklung.
Der nächste Halt auf unserer Reise durch unkonventionelle technische Inspirationen führt uns in die mikroskopische Welt der DNA. Forscher der TU Dresden nutzen künstliche Intelligenz, um die verborgene Sprache der DNA zu entschlüsseln und so neue Erkenntnisse über Genetik und Krankheiten zu gewinnen.
DNA wird oft als Bauplan des Lebens bezeichnet, der alle Anweisungen zum Aufbau und zur Erhaltung eines Organismus enthält. Allerdings ist die Entschlüsselung aller Informationen in der DNA unglaublich komplex und noch nicht vollständig verstanden. Zudem können herkömmliche Methoden der DNA-Analyse langsam und arbeitsintensiv sein. Hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel.
Forscher der TU Dresden haben ein neues KI-Modell namens GROVER (Genome Rules Received via Extracted Representations) entwickelt, das DNA-Sequenzen wie eine Sprache behandelt, und zwar mit Techniken, wie sie bei der Verarbeitung natürlicher Sprache zum Einsatz kommen. Durch die Analyse von Mustern und Strukturen innerhalb des DNA-Codes kann die KI Sequenzen identifizieren. Diese Methode, ähnlich wie die Entschlüsselung einer Fremdsprache, ermöglicht es Forschern, GROVER für eine schnellere und genauere Interpretation genetischer Daten einzusetzen.
Durch das Training des gesamten menschlichen Genoms erstellt GROVER ein DNA-Wörterbuch, von dem die Forscher hoffen, dass es Einblicke in genetische Codes ermöglicht und die Genomik und personalisierte Medizin voranbringt. Diese Forschung, die in Nature Machine Intelligence veröffentlicht wurde, birgt das Potenzial für bedeutende Durchbrüche beim Verständnis der Komplexität der DNA.
"In Bezug auf Sprache sprechen wir über Grammatik, Syntax und Semantik", sagte Melissa Sanabria, eine Forscherin hinter dem Projekt, auf der Website der Universität. "Für die DNA bedeutet dies, die Regeln für die Sequenzen, die Reihenfolge der Nukleotide und Sequenzen und die Bedeutung der Sequenzen zu lernen. Wie GPT-Modelle, die menschliche Sprachen lernen, hat GROVER im Grunde gelernt, DNA zu 'sprechen'."
Forscher am MAVLab der TU Delft haben einen bedeutenden Durchbruch in der Roboternavigation erzielt, indem sie sich von der Art und Weise inspirieren ließen, wie Ameisen ihre Umgebung navigieren. Ameisen nutzen eine Kombination aus visueller Erkennung (denken Sie an Schnappschüsse) und Schrittzählung (denken Sie an Odometrie), um auch nach langen Reisen nach Hause zurückzukehren. Das MAVLab hat diese Methode nachgeahmt und eine von Insekten inspirierte Navigationsstrategie für winzige, leichte Roboter entwickelt.
Herkömmliche autonome Navigationssysteme stützen sich oft auf Hardware, die für winzige Roboter unpraktisch sein kann. Inspiriert von der Natur haben die MAVLabs-Forscher ein System entwickelt, bei dem Roboter Schnappschüsse ihrer Umgebung machen, um die Navigation zu unterstützen. Bei dieser Methode, ähnlich der Brotkrumenspur von Hänsel und Gretel, macht der Roboter in Abständen visuelle Schnappschüsse und leitet damit den Rückweg. Durch die Kombination dieser Schnappschüsse mit der Odometrie legen die Roboter größere Entfernungen effizienter zurück und reduzieren den Rechenaufwand erheblich.
Dieser bioinspirierte Ansatz wurde erfolgreich mit der kleinen Drohne namens CrazyFlie demonstriert, die mit nur 1,16 KB Speicher bis zu 100 Meter weit navigieren kann. Die Forschung ebnet den Weg für den praktischen Einsatz winziger Roboter in verschiedenen realen Szenarien, in denen traditionelle Navigationsmethoden möglicherweise nicht praktikabel sind. Das System generiert zwar keine detaillierten Karten, bietet aber eine robuste Lösung für spezifische Aufgaben wie Bestandsverfolgung und Überwachung von Gewächshauskulturen, bei denen eine einfache Return-to-Base-Funktionalität ausreicht.
Ob es um den Einsatz von Videospielen zur Verbesserung der Stadtplanung, die Nutzung der Navigationsfähigkeiten von Ameisen zur Verbesserung der Robotik oder den Einsatz von KI zur Entschlüsselung der Sprache der DNA geht – diese fortschrittlichen Beispiele zeigen, wie wichtig es ist, über den Tellerrand hinauszuschauen, um bemerkenswerte Fortschritte zu erzielen. Und da Forscher sich weiterhin von der Natur und darüber hinaus inspirieren lassen, können wir davon ausgehen, dass mehr dieser innovativen Lösungen entstehen werden, die die Art und Weise, wie wir leben und mit Technologie interagieren, verändern.